DE9000615U1

DE9000615U1 - Wellenlagerung, insbesondere für Lenkhilfpumpen

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Publication number: DE9000615U1
Application number: DE9000615U
Authority: DE
Original assignee: Vickers Systems GmbH
Current assignee: Vickers Systems GmbH
Priority date: 1990-01-20
Filing date: 1990-01-20
Publication date: 1990-04-26
Anticipated expiration: 2000-01-21

Description

Wellenlagerung für Lankhilfpumpen

Lenkhilfpumpen werden über eine zentrale Welle angetrieben, die si Antrieb^.ende, ein Abtriebsende und

/~\ eiiiöii dazwischen angeoianeti Wellenschaft aufweist. Wiin das Aeitriebsende der Welle i.Ltels in Achsrichtung ragenden Klauen <>,'.3r dergleichen angetrieben v_xrd, spricht man vom direkten Antrieb, bei dem praktic-.rn kein- Querkraft in die Welle b'/i deren Antrieb eingeleitet wird. Wenn das Antriebsende der Welle durch ein Zahnrad oder eine Riemenscheibe gebildet wird, wird mit der Aufbringung eines Drehmoments gleichzeitig eine Querkraft eingeleitet, die «*;.. ch entsprechende Ausbildung der Welle, der Lager und des Lagerflansches, in welche die Welle gelagert ist, aufgefangen werden muß. Sowohl beim direkten Antrieb (DE-OS 27 35 824) als auch beim indirekten Antrieb (DE-OSen 23 12 873 und 24 05 574) hat man es für notwendig erachtet,

( ) besondere eingebaute Lager vorzusehen, seien es eingepreßte Gleitlagerbuchsen (DE-OSen 24 05 574 und 27 35 824) oder Wälzlager (DE-OS 23 12 873).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellenlagerung zu schaffen, die sich insbesondere für Lenkhilfpumpen eignet und die mit reduzierten Kosten auskommt.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Wellenlagerung von einer Schmierölzufuhr, insbesondere als Leckölfluß der Lenkhilfpumpe, und einer Schmierölabfuhr, insbesondere als Lagerflanschkanal der Lenkhilfpumpe, sowie von Lagerflächen aus, welche den Wellenschaft unter Einhaltung eines

Lagerspaltes umgeben, in dem sich ein hydrodynamischer Lagerfilm aufbauen kann. Wenn das Antriebsende ohne Querkraftbelastung antreibbar ist, sind die Lagerflächen erfxndungsgemäß unmittelbar im Lagerflansch - ohne Lagerbuchse - gebildet, Wenn das 'ateiebsende mit Querkraftbelastung angetrieben wird, werden die Lagerflächen erfindungsgemäß -.uf zwei axial voneinander unterschiedlichen Lager aufgeteilt, wovon wenigstens ein Lager unmittelbar im Lagerflansch - ohne Lagerbuchse - gebildet ist.

Durch diese Maßnahmen lassen sich die Kosten bei einem ingenieurmäßig vieluntersuchten Massenprodukt reduzieren, und zwar bei unterschiedlichen Bauarten der Wellenlagerung.

Wenn bei der einen Bauart der Wellenschaft gleichmäßigen Durchmesser aufweist, wird das dem Antriebsende benachbarte, vordere Lager durch eine Lagerbuchse gebildet, die in eine von außen nach innen im Durchmesser abnehmende Stufenbohrung des Lagerflansches eingepreßt ist. Bei dieeer Gestaltung kann die Bohrung des Lasierflansches, der zweckmäßigerweise aus Grauguß oder Aluminium gegossen bzw. spritzgfgössen wird, mit gegossenen Schmiernuten für das weiter inneren angeordnete, hintere Lager versehen sein, weil sich der zur Herstellung der Bohrung mit den Schmiernuten verwendete Gießkern infolge der Ausbildung als Stufenbohrung nach außen abziehen läßt. Die Schmiernutet« des Lagers sollten gegenüber den Schmiernuten des hinteren Lagers um 180* versetzt angeordnet sein, was bei einer durchgehenden Lagerbuchse blind endende Schmiernuten bedeutet, deren Herstellung einen Kostenfaktor gedeutet. Da bei der Erfindung wenigstens das hintere oder innere Lager unmittelbar am Lagerflansch ausgebildet ist und deren Schmiernuten beim Gießen dort erzeugt werden, kann man für das vordere oder außen angeordnete Lager mit einer kürzeren und einfacher ausgebildeten Lagerbuchse auskommen, wodurch sich die erstrebte Kostenverringe/un? ergibt.

Man kann auch so vorgehen ₍ datf der W*>llenschaft abgesetzt ist, um zwei kreiszyiindrische Laut'teiie zu bilden. Diese Loufteiie werden jeweils von dem vorderen und hinteren Lager umgeben, weiche unmitteibar im Lagerfiansch ohne Lagerbüchsen - gebildet sind. In diesem Fall wird die Stufenbohrung des Lagerilansches mit den axial und winkelmäüig gegeneinander versetzten Schmiernuten vorzugsweise durch Gietfen hergestellt, wobei sich die richtige Schmiernuttiefe nach Bearbeitung der Stufenbohrung ergibt. Man kommt ohne Lagerbuchsen aus, was sich in besonderem Maße kostenverringernd auswirkt.

Im Falle des Auftretens von Querkräften werden Schmiernuten vorzugsweise in einem k !.einen Winkelabstand von etwa (iO bis 90' auf der druckentlasteten Seite des jeweiligen Lagers angewendet. Wie bereits sum Ausdruck gebracht, bedeutet dies eine Versetzung der Schmiernuten des vorderen Lagers gegenüber den Schmiernuten des hinteren Lagers des Wellenschaftes.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. i einen Äxiaischnitt durch eine Lenkhiirpumpe, teilweise abgebrochen, mit einem Welienschaft gleichmäßigen Durchmessers,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine zweite Lenkhiifpumpe mit einem abgesetzten Welienschaft,

Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine dritte Lenkhilfpumpe, die über Klauen direkt antreibbar ist, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Anordnung von Schmiernuten längs des Wellenschaftes in Fig. 1 und 2.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird eine erste Ausführung«form der Erfindung beschrieben - Es ist eine

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Lenkhiifpumpe mit autgesetztem Tank dargestellt, wobei der Schnitt oberhalb der Achse 1-1 vertikal und unterhalb der Achse 1-1 horizonta.'. verläuft. Die Lenkhil!'pumpe weist ein Hauptgehäuseteil &Iacgr; und einen Lagerflansch 3 auf, die zusammen das Pumpengehäuse bilden, das einen Pumpeneinsatz 4, ein Ventil 5 und teilweise eine Welle 6 umschließt. Der Pumpeneinsatz 4 besteht aus einem Rotor mit Schützen und darin geführten Klügeln, einem den Rotor umgebenden Nockenring, einer Andrückplatte und gegebenenfalls einer Verschleildplatte, wie es für FlügeLzelienpumpen beispielsweise aus der DE-OS 36 23 421 bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden muß. Im Gehäusehauptteil 2 sind Zufuhr- und Abfuhrkanäle vorgesehen, wie sie in der EP-PS 125 328 beschrieben sind. Der Lagerflansch 3 weist eine Stufenbohrung 7 und einen Schmierölrückführungskanal 8 auf, um das für Schmierzwecke ausgenutzte Lecköi einem Saugbereich 9 der Pumpe zurückzuführen.

Die Weile 6 weist ein Antriebsende IU, ein Abtriebsende 11 und einen dazwischen angeordneten, der Drehmomentübertragung dienenden Weilensohäi't 12 auf. Das Antriebsende 10 ist mit einer schematisch angedeuteten Riemenscheibe 13 versehen, die über einen in die Zeichnungsebene hinein sich erstreckender Riemen angetrieben wird» der somit in die Zeichnungsebene hinein gerichtete Querkräfte erzeugt. Diese Querkräfte werden durch Lagermittel aufgefangen, die si^h längs der Achse 1-1 erstrecken, und zwar ein erstes vorderes Lager 21, welches aus einer Gieitlagerbuchse besteht und relativ weiter au (de &eegr; angeordnet ist, ein zweites hinteres Lager 22, welches durch die weiter innen liegende Wandung des Lagert'iansches 3 im Bereich einer Stufenbohrung 7 gebildet wird, und schließlich der Pumpeneinsatz 4, der ebenfalls eine gewisse Lagerwirkung zeigt. Der Wellenschaft 12 ist somit von dem vorderen Lager 21 und dem hinteren Lager 'd'd umgeben und weist diesen

zugeordnete vordere und hintere Laufflächen 14, 15 auf. Die Lager 21 und 22 sind schematisch in Fig. 4 dargestellt, und zwar ist der Wellenschaft 12 bei diesen Lagern geschnitten und um 90° in die Zeichnungsebene hineingeklappt worden. Dadurch sind vordere Schmiernuten 23 und 24 sowie hintere Schmiernuten 25 und 26 sichtbar gemacht, die sich parallel zur Achse 1-1 erstrecken und von denen benachbarte Nuten

Zwischen den Lagerflächen der Lager 21, 22 und den Laufflächen 14, 15 ist ein Lagerspalt 20 vorgesehen, der den Aufbau eines hydrodynamischen Tragfilms ermöglicht, auf dem der Wellenschaft 12 schwimmt. Das öl dieses Schmierfilms sollte ständig erneuert werden, und hierzu wird das ständig anfallende Lecköl der Flügelzellenpumpe herangezogen, welches über die Schmiernuten 23 his 26 dem hinteren Lager

22 und dem vorderen Lager 21 zugeführt und über den Kanal 8 rückgeführt wird. Damit das zu Schmierzwecken verwendete Lecköl von den Schmierkanälen 25, 26 in die Schmierkanäle 23, 24 gelangen kann, ist ein Ringkanal 27 (Fig. 1) zwischen dem Ende der Lagerbuchse 21 und der benachbarten Stufe der Stufenbohrüiig 7 freigelassen. Die in dsm jeweiligen Lager herrschende Querkraft ist durch einen jeweiligen Pfeil Ql bzw. Q2 angedeutet. Wie ersichtlich, sind die Schmiernuten

23 bis 26 jeweils benachbart von druckentlastenden Bereichen des Lagerspaltes 20 angeordnet. Da die Querkraft beim vorderen Lager bei dem angenommenen Antrieb in die Zeichenebene hineingerichtet ist, wirkt die auf das Lager ausgeübte Querkraft aus der Zeichenebene heraus. Da Schmiernuten die Tragfähigkeit eines Schmierfilmes beeinträchtigen, sollten demnach keine derartigen Schmiernuten um diese Tragbereiche der Lager 21 und 22 angeordnet sein.

Diese druckentlasteten Bereiche sind hinsichtlich der Lager 21 und 22 auf unterschiedlichen Seiten der Zeichenebene anzutreffen. Die Cvuppe der Schmierkanäle 23,

24 ist also um 180' gegenüber der Gruppe der Schikierkanäle 25, k?6 versetzt angeordnet.

Fig. 2 zeigt die zweite Aus füh rung storm der

Erfindung. Für sich entsprechende Teile werden die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 "erwendet. Der Hauptunterschied besteht in der Ausbildung der Welle 6 und der zugeordneten Lager 31 und 32, Der Weilenschaft 12 ist abgesetzt und weist

D -rchmesserp auf. Demgemäß weisen auch die Lager 31 und 32 unterschiedlichen Innendurchmesser auf. Wie ersichtlich, sind beide Lager 31 und 32 buchsenios, d. h. sie bestehen aus dem Wandmaterial des Lagerflansches 3, also aus GrauguM oder Aiuminiumspritzgulo.

Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform weisen auch die Lager 31 und 32 Schmiernuten auf, die in ähnlicher Weise angeordnet sind, wie es mit Bezug auf Fig. 4 erläutert worden ist. Bemerkenswert ist dabei der Umstand, dali man die sich parallel zur Achsrichtung erstreckenden Schmiernuten bei der Herstellung der Stufenbohrung 7 berücksichtigen kann, d. h. es wird eine Stufenbohrung mit Anfmatf und den

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Nutgründe von etwa U,5 mm stehenbleiben, die nachher die Schmiernuten darstellen. Da der Gielikern nach außen herausgezogen wird, können die Stege zum Freihalten der Nuten an unterschiedlichen Seiten des Gieükerns angebracht sein, so daö wiederum die Versetzung der Sc^l:i^;- Knuten um etwa 180^c resultiert, wie mit Bezug auf Fig. 4 erläutert.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, und zwar für den Direktantrieb der Welle 6, die zu diesem Zweck in Achsrichtung stehende Klauen 16 aufweist. Auch in diesem Fall wird keine gesonderte Gleitlagerbuchse zur Lagerung der Welle verwendet, vielmehr begnügt man sich mit dem Wandmateriai 36 des Gehäuses im Bereich der Bohrung 7 als Gleitlager für die Welle. Das Lecköl der Flügelzellenpumpe wird über axial verlaufende Schmiernuten

dem Lager 36 zugeführt und über den Kanal 8 rückgeführt, so dafS wiederum ein Schmierölumlauf existiert. Da jedoch keine oder nur eine minimale Querkraft in die Welle eingeleitet wird, ist die Anordnung der Schmiernuten unkritisch. Es werden zwei Schmiernuten in einem Winkelabstand von etwa bis 150°, vorzugsweise von 120°, angebracht. Die Schmiernuten können, wie zuvor erläutert, bei der Gießhersteliung des Gehäuses mitgegossen werden, es ist aber auch möglich, solche Schmiernuten in einer maschinell erzeugten Bohrung zu stollen, zumal kein Versatz von Schmiernutenabschnitten gegeneinander benötigt wird.

Claims

Schutzansprüche

1. Wellenlagerung für Lenkhilfpumpen, mit folgen¹, &eegr; Merkmalen:

a) eine Schsierölzuführung (7), insbesondere als Leckölfluß der Lenkhilfpumpe, und

b) eine Scbsierölabfuhr, insbesondere als Lagerflanschkanal (8) der Lenkhilfpumpe, sind zum Schmierölumlauf vorgesehen;

c) eine Welle (6) weist ein Antriebsende (10), ein Abtriebsende (11) und einen Wellenschaft (12) auf;

d) Lagerflächen umgeben den Wellenschaft (12) unter Einhaltung eines Lagerspaltes (20), in dem sich ein hydrodynamischer Lagerfilm aufbauen kann;

e) das Antriebsende (10) ist mit Querkraftbelastung für die Welle (6) antreibbar,

gekennzeichnet durch:

f) die Lagerflächen sind auf zwei axial voneinander getrennt angeordnete Lager (21, 22; 31, 32) aufgeteilt, wovon wenigstens ein Lager (22; 31, 32) unmittelbar im Lagerflansch (3) - ohne Lagerbuchsen - gebildet ist.

2. Wellenlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Wellenschaft (12! gleichmäßigen Durchmesser aufweist und daß das dem Antriebsende (10) benachbarte Lager (21) durch eine Lagerbuchse gebildet wird, die in eine von außen nach innen im Durchmesser abnehmende Stufenbohrung (7) des Lagerflansches (3) eingepreßt ist.

3. Wellenlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Wellenschaft (12) abgesetzt ist, um zwei kreiszylindrische Laufteile (34, 35) unterschiedlichen Durchmessers zu bilden, die jeweils von Lagern {3^! 2?) uiageben sind, welche unmittelbar im Lagerflansch (3) - ohne Lagerbüchsen - gebildet sind.

4. Wellenlagerung nach einem der Anbrüche 1 bi3 3, dadurch gekennzeichnet,

daß jedes Lager (21, ?2; 31,«-32) aus zwei Teilringflächen besteht, die untsr Zwis-,; iii.nfiir^ng zweier Schffue rauten (23. 24; 25, 26) sich zu eimern Kreiszy'*nder ergänzen.

^&sfgr;. Wellenlagerung nach Anbruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Schmiernuten (23, 24; 25, 26) jeweils auf der druckentlasteten S.ite des Lagers (21, 22; 31, 32) angeordnet sind und einen Winkclabstand von etwa 60 bis 90' zueinander aufweisen.

6. Wellenlagerung nach den Merkmalen a) bis d) des Anspruchs 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Antriebsende (10) ohne Querkraftbelastung antreibbar (16) ist und daß ein Lager (36) unmittelbar im Lagerflansch ( ) (3) - ohne Lagerbuchse - gebildet ist.

7. Wellenlagerung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerflächen des Lagers (36) durch zwei Schmiernuten unterbrochen sind, die im Winkelabstand von etwa 100 bis 150" voneinander angeordnet sind.